谈课堂教学中对学生物理思维的引导和培养

朱翠花

摘 要： 初中物理是学生学习物理的入门阶段，也是学生打基础的重要时期。然而，物理学科是一门抽象、概括的学科，需要学生有一定的空间思维能力。初中生年龄尚小，在最初接触物理时难免会有陌生感和恐惧感，在心理上不能认同，理解物理知识变得困难，最终失去学习信心。因此，注重对学生进行物理思维的引导和培养，激发学生对物理的喜爱，进而积极参与物理课堂教学。牛顿第一定律在物理教学研究中已是老生常谈，可当创设一些新的情境让学生运用牛顿第一定律解决问题时，结果却差强人意。因此，要对牛顿第一定律的教学进行深层次的理性思考。

关键词： 初中物理课堂教学 物理思维 培养策略

一、牛顿第一定律的教学常态。

一般是按照教材编排顺序，先进行演示实验引出课题，然后通过讲解伽利略与亚里士多德的争论，消除“力是物体运动的原因”的错误观念，进一步通过做斜面小车实验证明牛顿第一定律的正确性，最后让学生用牛顿第一定律解释日常生活中的现象，从而完成整个教学过程。为了检验学生学习和掌握牛顿第一定律的情况，教师应打破原有的教学观念，转变自己的角色，与学生融为一体。在教学设计上，创造条件增加师生互动，尽可能地做到教师引导，学生主导。

物理学是一门以实验为基础的自然科学，学习牛顿第一定律是建立在实验活动的基础上的。物理学的研究方法主要是观察和实验。大多数学生对实验都抱有浓厚的兴趣，都希望能亲自进行实验操作，探索大自然中蕴藏的奥秘。物理教师应充分利用学生的这一特征，为学生创造更多的实践机会，满足学生的好奇心和求知欲。物理实验教学可以在物理课上进行，也可以在课下进行；可以利用实验室所配备的器材，也可以自备器材，甚至可以用日常生活中随处可见的物品进行实验。我们曾用这样一道题目检测学生。题目如下：你坐在向前匀速直线运动的汽车里，将手中的钥匙竖直上抛，问当钥匙落下来时，是落在你的手里，还是落在手后面。几乎所有的同学都回答：落在手后面。问其原因，皆曰：汽车在走，钥匙抛起来之后不再向前走了。

二、更好地优化牛顿第一定律的教学效果，增强牛顿第一定律的教学效果。

囿于一般形式上的教学方法的改进是隔靴搔痒，而必须深入学生的认知结构中考察学生产生错误认知的根源。认知心理学理论告诉我们，学生学习物理概念、规律时所形成的错误，常常是头脑中的前科学概念的影响。

所谓前科学概念，是指儿童在学习物理科学概念以前的生活实际中，对各种物理现象和过程在头脑中反复建构所形成的系统的但并非科学的观念。那种认为只需要正面传授知识，学生就能接受；如果他们不理解就多讲几遍的想法是错误的。物理是一门与生活紧密相关的学科，很多物理现象来源于生活，很多生活现象可以用物理知识来解释，二者相辅相成。教师要引导学生认真观察生活，从生活中发现物理现象，敢于提出问题，鼓励学生大胆质疑。

三、研究和改进牛顿第一定律的教学方式，了解学生头脑中前科学概念的特点。

1.学生头脑中的前科学概念是自发形成的。过去，我们在教学中常常误认为学生在学习物理之前其头脑如同一张“白纸”，教师可以在上面任意涂画，然而事实并非如此。学生在长期的生活实践中，逐渐形成自己对客观世界物体运动规律的看法。他们几乎每天都在看到物体在力的作用下运动，而在力停止运动时物体静止，于是主观断言：有力，则物体运动；无力，则物体静止。这正是亚里士多德“力是维持物体运动原因”的结论。

2.学生头脑中的前科学概念具有隐蔽性。由于学生头脑中前科学概念都是在潜移默化中形成的，因此它以潜在的形式存在。这包括两方面的意义。一是学生自己并没有意识它的存在，因为学生并没有意识地思考和形成“力是维持物体运动原因”的概念。二是前科学概念平时并不表现出来，但往往在学生运用物理概念解决问题时表现出来。比如前述测验表明，许多十多年教龄的物理教师头脑中也存在着牛顿第一定律的前科学概念，然而自己却并不知道。

3.学生头脑中的前科学概念具有一定的顽固性。由于前科学概念是儿童头脑中业已形成的概念，且长期的生活经验与观察又加强了这个概念，因此学生头脑中的前科学概念是非常顽固的。

国内外物理教育界近年来的一些研究表明：一旦学生对某些物理现象形成前科学概念，要加以转变是极其困难的。尤其在人类科学认知史上形成曲折经历的前科学概念，更是如此。

四、对牛顿第一定律教学提出的教学建议。

1.注重科学知识、科学方法与科学精神教育。牛顿第一定律不仅在物理学本身上占有重要地位，而且在物理教学中也有很好的价值。在教学中，不仅应当注重科学知识教学（定理本身），而且特别要强调定律得出所运用的科学方法。包括理论实验法和科学推理法，这一点常常是许多物理教师容易忽略的方面。而且要结合定律的教学，潜移默化地对学生进行科学精神教育。为什么只有伽利略能够大胆地怀疑亚里士多德延续2000多年的错误结论？引导学生树立起科学的怀疑精神，树立时间是检验真理的唯一标准的信念。这样融知识、方法、精神于一体的教学，才真正体现了牛顿第一定律教学的全部内涵。

2.必须破除教室头脑中的前科学概念。由于不少初中物理教师头脑中还有牛顿第一定律的前科学概念，因此很难想象出这些教师所教授出的学生头脑中的前科学概念能够加以破除。所以破除教师自己头脑中前科学概念是牛顿第一教学定律教学的前提。

3.破除学生头脑中的前科学概念。由于在牛顿第一定律教学中学生头脑中存在着前科学概念，教师必须促使学生头脑中前科学概念的转变，在他们的头脑中引发认知冲突和危机，使他们头脑中原有的观念与当前面临的现实产生无法调和的矛盾，促使原结构的解体和新结构的建构。这种过程可以说在学生的头脑中引发一场科学革命。比如，除以上两个例子外，还可以向学生布置如下问题：匀速向前行驶的汽车前后玻璃窗上各有一只蜜蜂。两只蜜蜂以相同的速度向前后窗飞去，问前窗蜜蜂先飞到后窗？还是后窗蜜蜂先飞到前窗？如果学生正确回答了这个问题，则说明学生头脑中的前科学概念已经被破除，否则则认为仍然没有破除。

4.坚持纠正前科学概念。由于前科学概念的顽固性，因此认为前科学概念经过一两次纠正就消失了的观点是极其错误的。破除学生头脑中的前科学概念不是一件轻而易举的事情，它的发生过程是相当缓慢的。克服旧图式（亚里士多德的观点）的惯性，用新的图式（牛顿第一定律）取代旧图式是一个非常艰难的过程，除非用旧图式不能解释问题，学生才会在头脑中形成新图式。考试中用新的情境问题考查学生对于牛顿第一定律的掌握程度，只有如此，才能真正使牛顿第一定律根植于学生的头脑中。

在中学物理教学中，创新能力的培养不是在短时间内就能完成的，需要在教学中结合多种教学方法进行。兴趣是最好的老师，在物理教学中，学习兴趣的培养是素质教育的要求。只有培育浓厚的物理学习兴趣，才能使学生想学、好学，最后学好物理。同时注重对学生进行物理思维的引导和培养，让兴趣作为最好的老师，激发学生对物理的喜爱，进而积极参与物理课堂教学。

参考文献：

[1]戴青春.激发学生兴趣，提高中学物理教学质量[J].中国校外教育.

[2]袁力娟.论物理教学中创新能力的培养[J].科技信息.

[3]谢宜臣，潘维济.普物实验物理思想浅析.